RU2532289C2 - Light-class single-stage carrier rocket - Google Patents

Light-class single-stage carrier rocket Download PDF

Info

Publication number
RU2532289C2
RU2532289C2 RU2012152502/11A RU2012152502A RU2532289C2 RU 2532289 C2 RU2532289 C2 RU 2532289C2 RU 2012152502/11 A RU2012152502/11 A RU 2012152502/11A RU 2012152502 A RU2012152502 A RU 2012152502A RU 2532289 C2 RU2532289 C2 RU 2532289C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
tanks
launch vehicle
fuel tank
fuel tanks
Prior art date
Application number
RU2012152502/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012152502A (en
Inventor
Борис Иванович Савельев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
Priority to RU2012152502/11A priority Critical patent/RU2532289C2/en
Publication of RU2012152502A publication Critical patent/RU2012152502A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532289C2 publication Critical patent/RU2532289C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to space engineering and can be used in single-stage carrier rockets. Proposed rocket comprises power plant with one or several oxyhydrogen liquid-propellant engines, fuel tank, one or two jettisonable opposed extra fuel tanks arranged in tandem, one or two jettisonable add-on extra fuel tanks spacer and pipelines communicating fuel tank, extra fuel tanks and add-on tanks.
EFFECT: ruled out field of used fuel tank fall.
8 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции ракет-носителей и может быть использовано при разработке одноступенчатых ракет-носителей для выведения полезных нагрузок на орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ).The invention relates to the construction of launch vehicles and can be used in the development of single-stage launch vehicles to launch payloads into the orbit of an artificial Earth satellite (AES).

Следует отметить, что одноступенчатой ракете-носителю для достижения орбитальной скорости теоретически необходимо иметь конечную массу не более 7-10% от стартовой, что при даже существующих технологиях делает их труднореализуемыми и экономически неэффективными из-за низкой массы полезного груза. В истории мировой космонавтики одноступенчатые ракеты-носители практически не создавались - существовали только т.н. полутораступенчатые модификации (например, американской РН «Атлас» со сбрасываемыми дополнительными маршевыми двигателями). Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы полезной нагрузки к начальной массе ракеты. В то же время многоступенчатые ракеты-носители требуют наличия территорий для падения промежуточных ступеней (Материал из Википедии - свободной энциклопедии).It should be noted that a single-stage launch vehicle in order to achieve orbital speed theoretically requires a final mass of not more than 7-10% of the starting mass, which even existing technologies makes them difficult to implement and economically inefficient due to the low mass of the payload. In the history of world astronautics, single-stage launch vehicles were practically not created - only the so-called one and a half-stage modifications (for example, the American Atlas launch vehicle with resettable additional marching engines). The presence of several stages can significantly increase the ratio of the mass of the payload to the initial mass of the rocket. At the same time, multistage launch vehicles require the presence of territories for the fall of intermediate stages (Material from Wikipedia, the free encyclopedia).

Известна одноступенчатая ракета-носитель ВР-190, представленная в книге В.Н.Кобелева и А.Г.Милованова «Средства выведения космических аппаратов», 2009 г. (глава 5, стр.134).The single-stage launch vehicle BP-190 is known, presented in the book by V.N. Kobelev and A.G. Milovanov "Means of launching spacecraft", 2009 (chapter 5, p.134).

Ракета-носитель ВР-190 была рассчитана для вертикального полета на высоту до 200 км.The BP-190 launch vehicle was designed for vertical flight to a height of up to 200 km.

Принципиальным недостатком ракеты-носителя ВР-190 было отсутствие возможности выведения полезной нагрузки на орбиту ИСЗ.The principal drawback of the VR-190 launch vehicle was the inability to launch payload into the satellite’s orbit.

Современные работы в части ракет-носителей, основанные на использовании кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), показали благотворное влияние криогенного топлива на основные характеристики ракеты-носителя.Modern work in the field of launch vehicles, based on the use of oxygen-hydrogen liquid rocket engines (LRE), has shown the beneficial effect of cryogenic fuel on the main characteristics of the launch vehicle.

Примером может служить ракета-носитель Дельта-4 (фирма Боинг, США), первая ступень которой согласно теоретическим расчетам может выводить полезные нагрузки на орбиту ИСЗ без использования второй ступени и, таким образом, выполнять роль одноступенчатой ракеты-носителя, правда полезная нагрузка при этом будет невелика (Новости космонавтики. Том 13, №1 (240), 2003 г., стр.46).An example is the Delta-4 launch vehicle (Boeing, USA), the first stage of which, according to theoretical calculations, can bring payloads to the satellite orbit without using the second stage and, thus, serve as a single-stage launch vehicle, although the payload will be small (Cosmonautics News. Volume 13, No. 1 (240), 2003, p. 46).

Целью изобретения является устранение этого недостатка.The aim of the invention is to eliminate this drawback.

Указанная цель достигается тем, что одноступенчатая ракета-носитель (фиг.1, 2), состоящая из двигательной установки с одним или несколькими кислородно-водородными ЖРД 1 и топливного бака 2, оснащена одним - двумя дополнительными топливными баками 3, которые по тандемной (продольной) схеме последовательно расположены на топливном баке 2 с помощью проставки 4, внутри которой установлена полезная нагрузка 5 и, кроме этого, ракета-носитель по пакетной (параллельной) схеме оснащена одной или несколькими парами навесных диаметрально противоположно расположенных относительно друг друга топливных баков 6, при этом баки горючего 7 и 8 и окислителя 9 и 10 топливных баков 3 и 6 соответственно соединены трубопроводами 11, 12 и 13, 14 с баками горючего 15 и окислителя 16 топливного бака ракеты-носителя 2.This goal is achieved by the fact that a single-stage launch vehicle (Fig. 1, 2), consisting of a propulsion system with one or more oxygen-hydrogen liquid propellant rocket engines 1 and a fuel tank 2, is equipped with one or two additional fuel tanks 3, which are in tandem (longitudinal ) the circuit is sequentially located on the fuel tank 2 with the help of a spacer 4, inside which a payload 5 is installed and, in addition, the launch vehicle is equipped with a packet (parallel) circuit with one or more pairs of mounted diametrically opposite fuel tanks 6 located relative to each other, while the fuel tanks 7 and 8 and the oxidizer 9 and 10 of the fuel tanks 3 and 6 are respectively connected by pipelines 11, 12 and 13, 14 with the fuel tanks 15 and the oxidizer 16 of the fuel tank of the launch vehicle 2.

В процессе работы двигательной установки 1 и забора топлива из баков горючего 15 и окислителя 16 топливного бака ракеты-носителя 2 осуществляется одновременная подача топлива в эти баки соответственно из баков горючего 8 и окислителя 10 первой пары диаметрально противоположных относительно друг друга навесных баков 6.During the operation of the propulsion system 1 and the intake of fuel from the fuel tanks 15 and the oxidizer 16 of the fuel tank of the launch vehicle 2, the fuel is simultaneously supplied to these tanks from the fuel tanks 8 and the oxidizer 10 of the first pair of mounted tanks 6 diametrically opposed to each other.

После выработки топлива из первой пары навесных топливных баков осуществляется их отделение и одновременный забор горючего (фиг.3, 4) и окислителя из следующей пары навесных топливных баков.After the generation of fuel from the first pair of outboard fuel tanks, they are separated and the fuel is simultaneously taken (FIGS. 3, 4) and the oxidizer from the next pair of outboard fuel tanks.

После отделения последней пары навесных топливных баков одноступенчатая ракета-носитель использует топливо из топливного бака 3 (фиг.5, 6).After separating the last pair of mounted fuel tanks, a single-stage launch vehicle uses fuel from the fuel tank 3 (FIGS. 5, 6).

После выработки топлива из бака 3 одноступенчатая ракета-носитель использует топливо из собственного топливного бака 2 вплоть до выхода на орбиту ИСЗ с дальнейшим отделением бака 3 (фиг.7, 8).After generating fuel from tank 3, a single-stage launch vehicle uses fuel from its own fuel tank 2 until it enters the satellite’s orbit with further separation of tank 3 (Figs. 7, 8).

Техническим результатом изобретения, основанного на использовании дополнительных топливных баков по тандемной и пакетной схемам, расположенных на топливном баке ракеты-носителя и сбрасываемых в процессе полета, является создание нового класса экологически чистых одноступенчатых ракет-носителей тяжелого класса, способных вывести полезную нагрузку на орбиту ИСЗ и являющихся экономичной и надежной транспортной системой. При этом сокращается номенклатура и количество используемых в одноступенчатой ракете-носителе дорогостоящих ЖРД и практически исключается проблема выбора места старта ракеты-носителя и полей падения, поскольку навесные топливные баки изготавливаются из алюминиевых сплавов и других материалов, сгорающих в атмосфере Земли.The technical result of the invention, based on the use of additional fuel tanks in tandem and batch schemes located on the fuel tank of the launch vehicle and discharged during the flight, is the creation of a new class of environmentally friendly single-stage launch vehicles of a heavy class that can bring payload to the satellite orbit and being an economical and reliable transportation system. At the same time, the nomenclature and number of expensive rocket engines used in a single-stage launch vehicle are reduced, and the problem of choosing the launch site of the launch vehicle and drop fields is practically eliminated, since the mounted fuel tanks are made of aluminum alloys and other materials that burn in the Earth’s atmosphere.

Claims (1)

Одноступенчатая ракета-носитель тяжелого класса, состоящая из двигательной установки с одним или несколькими кислородно-водородными жидкостными ракетными двигателями и топливного бака, отличающаяся тем, что одноступенчатая ракета-носитель оснащена одним - двумя дополнительными топливными баками, которые по тандемной (продольной) схеме последовательно расположены на топливном баке ракеты-носителя с помощью проставки, и, кроме этого, ракета-носитель оснащена по пакетной (параллельной) схеме одной или несколькими парами диаметрально противоположных относительно друг друга топливных баков, при этом баки горючего и окислителя дополнительных топливных баков соединены трубопроводами с баками горючего и окислителя топливного бака одноступенчатой ракеты-носителя, при этом боковые навесные топливные баки установлены с возможностью их отделения после выработки топлива, дополнительные баки - с возможностью отделения. A heavy-duty single-stage launch vehicle consisting of a propulsion system with one or more oxygen-hydrogen liquid rocket engines and a fuel tank, characterized in that the single-stage launch vehicle is equipped with one or two additional fuel tanks, which are arranged in series in a tandem (longitudinal) layout on the fuel tank of the launch vehicle with a spacer, and, in addition, the launch vehicle is equipped with a packet (parallel) circuit with one or more pairs of diametrically fuel tanks that are opposite relative to each other, while the fuel and oxidizer tanks of the additional fuel tanks are connected by pipelines to the fuel tanks and the oxidizer of the fuel tank of a single-stage launch vehicle, while the side mounted fuel tanks are installed with the possibility of separation after the fuel is exhausted, additional tanks with the possibility of branches.
RU2012152502/11A 2012-12-06 2012-12-06 Light-class single-stage carrier rocket RU2532289C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152502/11A RU2532289C2 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Light-class single-stage carrier rocket

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152502/11A RU2532289C2 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Light-class single-stage carrier rocket

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012152502A RU2012152502A (en) 2014-06-20
RU2532289C2 true RU2532289C2 (en) 2014-11-10

Family

ID=51213360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012152502/11A RU2532289C2 (en) 2012-12-06 2012-12-06 Light-class single-stage carrier rocket

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532289C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94029156A (en) * 1994-08-03 1996-06-20 Конструкторское бюро Производственного объединения "Полет" Multipurpose carrier rocket
RU19519U1 (en) * 2001-06-06 2001-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" WINGED ROCKET WITH ADDITIONAL DISCHARGEABLE MOUNTED FUEL TANKS
US6612522B1 (en) * 1998-03-17 2003-09-02 Starcraft Boosters, Inc. Flyback booster with removable rocket propulsion module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94029156A (en) * 1994-08-03 1996-06-20 Конструкторское бюро Производственного объединения "Полет" Multipurpose carrier rocket
US6612522B1 (en) * 1998-03-17 2003-09-02 Starcraft Boosters, Inc. Flyback booster with removable rocket propulsion module
RU19519U1 (en) * 2001-06-06 2001-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" WINGED ROCKET WITH ADDITIONAL DISCHARGEABLE MOUNTED FUEL TANKS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гэтланд К. Космическая техника. Москва. Издательство "Мир". 1986, стр. 200-201. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012152502A (en) 2014-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015031699A3 (en) System and method for multi-role planetary lander and ascent spacecraft
US6808145B2 (en) Dual-mode airbreathing propulsion system
RU2014147672A (en) SPACE VEHICLE EQUIPPED WITH ORBIT RELEASE DEVICE CONTAINING A KNOCKING ENGINE
RU2532321C2 (en) Light-class single-stage carrier rocket
US5172875A (en) Space launcher and method for launching objects into space
RU2562826C1 (en) Increasing efficiency of space rocket with mid-flight liquid-propellant engine
RU2532289C2 (en) Light-class single-stage carrier rocket
RU2385275C1 (en) Method for transfer of working fluid for engines of spacecrafts and system of its implementation
US20140331682A1 (en) High-speed-launch ramjet booster
US20070144140A1 (en) High propellant mass fraction hybrid rocket propulsion
RU2518499C1 (en) Single-stage booster
Calabro LOx/HTPB/AlH3 hybrid propulsion for launch vehicle boosters
RU2742908C2 (en) Space rocket
Karabeyoglu et al. Design of an orbital hybrid rocket vehicle launched from Canberra Air Platform
Suresh Roadmap of Indian space transportation
RU2485025C1 (en) Two-stage ballistic space shuttle launch system
RU150686U1 (en) CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS
CN110775301A (en) Aircraft with high rail-entering efficiency and strong maneuvering capability and rail-entering method thereof
RU112157U1 (en) MULTI-STAGE MODULE TYPE CARRIER
RU185763U1 (en) Soil mobile rocket launcher for special launch of ICA
AU2021100758A4 (en) ZENIT-AUSTRALIA space launch vehicle
Dumont et al. Exploiting technological synergies for future launch vehicles
Greatrix et al. Chemical rocket propulsion
US20240051685A1 (en) A combined launch vehicle and satellite system
Verberne The North star rocket family